(57)【要約】【課題】  定着部材の表面を損傷させたり、表面の平滑性および光沢度が高い記録媒体や定着画像に損傷を与えるおそれがなく、しかも、結露が生じることによって、記録媒体上の画像を乱したり、二次転写不良などが発生することがなくて安価な分離部材、該分離部材を具えた定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】  定着部材２と、該定着部材に圧接する加圧部材６とで構成されたニップ部５より排出される記録媒体Ｐを、前記定着部材から分離させる分離部材11であって、ワイヤ状に形成されて、定着部材の回転軸方向に対して平行に近接配置され、直径がニップ部より排出される記録媒体の最大浮き上がり量より小さく、かつ定着部材との間に形成されるギャップがニップ部より排出される記録媒体の最小浮き上がり量より小さくなるように配置されていることを特徴とする。【選択図】      図１
2007025453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と、該定着部材に圧接する加圧部材とで構成されたニップ部より排出される記録媒体を、前記定着部材から分離させる分離部材であって、
ワイヤ状に形成されて、前記定着部材の回転軸方向に対して平行に近接配置され、直径が前記ニップ部より排出される記録媒体の最大浮き上がり量より小さく、かつ定着部材との間に形成されるギャップがニップ部より排出される記録媒体の最小浮き上がり量より小さくなるように配置されていることを特徴とする分離部材。
【請求項２】
前記定着部材の回転軸方向に対して平行に配置されるワイヤ本体と、このワイヤ本体の前記定着部材の通紙範囲外の表面と対応する部分に、該定着部材の通紙範囲外の表面に当接して設けられたギャップ保持部材とを有し、前記ワイヤ本体がギャップ保持部材と軸心を異ならせて設けられている請求項１に記載の分離部材。
【請求項３】
線熱膨張係数が8.0×10-6/K以下である請求項１又は２に記載の分離部材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の分離部材を具え、該分離部材が前記定着部材の回転方向と同じ方向に回転可能になっていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
分離部材をクリーニングするためのクリーニング部材を有する請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
クリーニング部材は、分離部材のワイヤ本体に装着され、ワイヤ本体の軸方向に摺動可能になっている請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
クリーニング部材は、ギャップ保持部材の回転によりワイヤ本体が定着部材との間のギャップを大きく形成する位置になったとき、該ワイヤ本体と接触する位置に装着されている請求項５に記載の定着装置。
【請求項８】
分離部材を除電するための除電部材を有する請求項４ないし７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
分離部材は、一層又は複数層で構成されており、最外層は離型性を有するフッ素樹脂又は離型性を有するフッ素ゴムにより被覆されている請求項４ないし８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項４ないし９のいずれかに記載の定着装置を装備したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に設けられる定着装置用の分離部材、該分離部材を具えた定着装置及び画像形成装置に関し、詳しくは１対の定着部材間のニップ部に用紙又はシートなど記録媒体を通過させ、その通過時にトナー像のトナーに熱と圧力を加えて該トナー像を記録媒体に定着する装置において、定着後の記録媒体を定着部材から容易に分離することができる分離部材等に係るものである。この分離部材を具えた定着装置の利用分野としては、PPC、LBP、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置をあげることができる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を適用して多色再現を可能にする複写機やファクシミリ、プリンタさらには印刷機或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成されるカラー画像形成装置においては、加熱される定着部材と、該定着部材に圧接する加圧部材とを有し、定着すべきトナー像を担持した記録媒体を、そのトナー像が前記定着部材に接する向きにして、前記定着部材と加圧部材との圧接により形成されたニップ部を通過させて、熱と圧力の作用により前記トナー像を記録媒体に定着させる定着装置を採用した画像形成装置が一般的である。この形式の定着装置においては、記録媒体に担持されたトナーが定着部材と加圧部材により形成されたニップ部を通過するとき、そのニップ部内で溶融するので、トナーが粘着材として作用し、ニップ部を出た記録媒体が定着部材の表面から分離せずにその表面に巻きついてしまうおそれがある。特に、フルカラー画像を形成する画像形成装置においては、記録媒体上に異なった色の複数のトナー像が重ね合わされて形成され、かかる重ね合わせトナー像が定着装置により定着されるので、ニップ部内で多量のトナーが溶融することになり、これによってトナーの粘着力が高まり、記録媒体が定着部材に一層巻きつきやすくなる。また、ニップ部の形状によって、ニップ部を通過した後の記録媒体の排出方向が変化し、定着部材である定着ローラと加圧ローラのどちらか一方に巻きつく可能性が高まる。
【０００３】
そこで、従来より、複数の分離爪より構成される分離手段を記録媒体が巻きつくおそれのある定着部材側の記録媒体通過領域の表面に当接させ、ニップ部を出た記録媒体を分離爪によって定着部材表面から分離し、記録媒体が定着部材の表面に巻きつくことを防止する構成をした定着装置が採用されてきた（例えば、特許文献１，２，３参照）。しかしながら、分離爪は、その先端が定着部材の記録媒体通過領域表面に接触しているので、分離爪によって定着部材の表面を損傷してしまうおそれがある。定着部材の表面に傷が生じると、ニップ部を通過するトナー像にその傷に対応したトナー像の乱れが生じ、定着後のトナー像の画質が劣化する。
【０００４】
このような欠点を除去するため、分離爪の機能を定着部材表面から離間させて分離板として配置させた定着装置が提案されている（例えば、特許文献４，５参照）。しかしながら、定着部材表面に対して非接触状態で配置された分離板においては、ニップ部を出た記録媒体が、定着部材の表面に付着したまま、定着部材と分離板との間に入り込み、その記録媒体が定着部材に巻きついてしまうおそれがあり、記録媒体の分離機能が低下し、記録媒体が定着部材に巻きつく可能性が高まる。また、特許文献５に用いられているような、厚さ0.2mm程度の金属製の分離板を用いた場合、この金属製の分離板は、肉厚が極めて薄いため、エッジを丸くするなどの処理をすることが困難であり、記録媒体が金属製分離板の先端のエッジに接触すると、OHPシートやコート紙などのように、表面の平滑性および光沢度が高い記録媒体や、定着されたフルカラー画像に、引掻き傷のような損傷を与えることがあるという問題点があった。さらに、分離板を用いた定着装置においては、定着部材と分離板とのギャップ確保のため体積の大きな金属製の分離板を用いているため、冬場における朝一の立ち上げ時などの低温高湿環境下において、定着装置内の水分を含んだ空気や記録媒体が金属製の分離板に近接すると、空気や記録媒体中の水分が分離板の表面に徐々に堆積して水滴（結露）となり、この分離板の表面に堆積した水滴が記録媒体に逆流して、記録媒体上に定着されたプリント画像を乱してしまうことがあるという問題点が存在する。また、分離板の表面に堆積した水滴が記録媒体に逆流すると、記録媒体の含水量が高くなって抵抗値が低下するため、両面プリントなどの場合に、裏面側にトナー像を二次転写する際、二次転写不良が発生し、画質が低下するおそれがあるという問題点も存在する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１５８２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０７９５３号公報
【特許文献３】特開２００５−０１０２１８号公報
【特許文献４】特開２００４−２２６８１５号公報
【特許文献５】特開平１１−１８４３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、定着部材の表面を損傷させたり、表面の平滑性および光沢度が高い記録媒体や定着画像に損傷を与えるおそれがなく、しかも、結露が生じることによって、記録媒体上の画像を乱したり、二次転写不良などが発生することがなくて安価な分離部材、該分離部材を具えた定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、定着部材と、該定着部材に圧接する加圧部材とで構成されたニップ部より排出される記録媒体を、前記定着部材から分離させる分離部材であって、ワイヤ状に形成されて、前記定着部材の回転軸方向に対して平行に近接配置され、直径が前記ニップ部より排出される記録媒体の最大浮き上がり量より小さく、かつ定着部材との間に形成されるギャップがニップ部より排出される記録媒体の最小浮き上がり量より小さくなるように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記定着部材の回転軸方向に対して平行に配置されるワイヤ状ワイヤ本体と、このワイヤ本体の前記定着部材の通紙範囲外の表面と対応する部分に、該定着部材の通紙範囲外の表面に当接して設けられたギャップ保持部材とを有し、前記ワイヤ本体がギャップ保持部材と軸心を異ならせて設けられていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、線熱膨張係数が8.0×10-6/K以下であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の分離部材を具え、該分離部材が前記定着部材の回転方向と同じ方向に回転可能になっていることを特徴とする定着装置である。請求項５に記載の発明は、請求項４において、分離部材をクリーニングするためのクリーニング部材を有することを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項５において、クリーニング部材は、分離部材のワイヤ本体に装着され、ワイヤ本体の軸方向に摺動可能になっていることを特徴とする。請求項７に記載の発明は、請求項５において、クリーニング部材は、ギャップ保持部材の回転によりワイヤ本体が定着部材との間のギャップを大きく形成する位置になったとき、該ワイヤ本体と接触する位置に装着されていることを特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項４ないし７のいずれかにおいて、分離部材を除電するための除電部材を有することを特徴とする。請求項９に記載の発明は、請求項４ないし８のいずれかにおいて、分離部材は、一層又は複数層で構成されており、最外層は離型性を有するフッ素樹脂又は離型性を有するフッ素ゴムにより被覆されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１０に記載の発明は、請求項４ないし９のいずれかに記載の定着装置を装備したことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、前記のようであって、分離部材がワイヤ状に形成されて、前記定着部材の回転軸方向に対して平行に近接配置され、直径が前記ニップ部より排出される記録媒体の最大浮き上がり量より小さく、かつ定着部材との間に形成されるギャップがニップ部より排出される記録媒体の最小浮き上がり量より小さくなるように配置されているので、従来のものに比し体積が低下する。したがって、分離部材の熱容量が低減することにより、定着装置内の加熱源による熱放射あるいは熱伝達による分離部材の昇温時間が短縮するため、定着部材の表面を損傷させたり、表面の平滑性および光沢度が高い記録媒体や定着画像に損傷を与えるおそれがなく、定着部材の高耐久化に寄与する。しかも、分離部材表面に結露が生じることを抑制し、記録媒体上の画像を乱したり、二次転写不良などが発生することがなくて定着不良などの品質低下を防止することに寄与する。さらに、分離部材がワイヤ状（線材）になることにより定着装置内における設置スペースの制限を受けにくく、かつ定着装置の低コスト化に寄与する。また、分離部材と定着部材との間のギャップ確保を容易にし、分離部材の分離機能の信頼性を高めることに寄与する。
【００１２】
前記に加えて、従来の分離爪や分離部材との比においては、分離爪は接触分離のため定着ベルトなどの定着部材への物理的損傷を回避できないが、分離部材はワイヤ状になっていて、定着部材に対して近接配置され非接触分離のため定着部材への物理的損傷がない。分離板は非接触分離ではあるが、体積が大きいために熱容量が大きい、そのため装置の立ち上がり時に装置内の雰囲気中や記録媒体中の水分を結露させてしまうが、分離部材は体積が小さいため熱容量が小さく、そのため結露が生じない。分離爪や分離板は装置内の飛散トナーや記録媒体上のトナーにより汚染されるためクリーニングすることが望ましいが、分離箇所が固定されているため、クリーニング機構を設置することが困難である。分離部材は回転可能なことによりクリーニング機構を付加することが容易である。また、分離爪や分離板と比較して分離性能が向上するとともに、省スペース性に優れるため、装置内へのレイアウトが容易であり、装置の自由度も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１はベルト定着装置の側面図、図２は図１のＡ部拡大図である。１はベルト定着装置で、無端状の定着ベルト２と、この定着ベルトを回転可能に支持する１対のベルト搬送ローラとしての定着ローラ３及び加熱ローラ４と、定着ローラ３の下部において定着ベルト２とニップ部５を形成し、該ベルトに未定着記録媒体を押し付ける加圧ローラ６とを具えている。ニップ部５は、１対の定着部材により構成されていればよく、例えば定着ローラ３と加圧ローラ６により形成してもよい。
【００１５】
加熱ローラ４はその内部に熱源としてのヒータ７を有している。加圧ローラ６は、芯金とその表面に弾性層あるいは離型層の少なくともどちらか一方を有し、内部に熱源としてのヒータ８を有している。定着ベルト２は定着ローラ３により矢示方向に駆動回転されている。定着ベルト２はポリイミドを主成分とするベルト基体とPTFE（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）とPFA（パーフロロアルキルビニルエーテル樹脂）の混合コート等の薄膜離型材料からなる表面層を有している。定着ベルト２はベルト基体と離型層との間にシリコーンゴムによる弾性層を挟んだ多層構造であってもよく、また離型層材料はPTFEあるいはPFAのどちらか一方だけでもよい。
【００１６】
前記のように定着ベルト２と加圧ローラ６とで形成されるニップ部５の記録媒体Ｐの搬送方向下流側にはニップ部５より排出される記録媒体Ｐを定着ベルト２から分離させる１本のワイヤ状分離部材11が定着ベルト２の表面の移動方向と同方向に回転可能に配置されている。この分離部材の回転のために、モータあるいはバネなどの回転機構を設けてもよい。
【００１７】
分離部材11は、図４，５に示すように定着ローラ３の回転軸方向に対して平行に配置されるワイヤ本体12を有し、該ワイヤ本体の定着ベルト２の通紙範囲外の表面と対応する両端部には該ベルトの通紙範囲外の表面に当接するギャップ保持部材13が、ワイヤ本体12の表面と定着ベルト２の表面との間にギャップ14を保持してワイヤ本体12と偏心して設けられている。ギャップ14は定着装置１内の雰囲気温度が200℃程度変化したとしても大きく変化しないことが望ましい。そのため、ワイヤ本体12及びギャップ保持部材13は線熱膨張係数の低い材料を使用する必要がある。線熱膨張係数の低い材料としては、たとえば、Fe-36Niからなるインバー合金やFe29Ni-17Coからなるコバール合金などがあげられる。ワイヤ本体12は一層又は複数層で構成され、最外層は離型性を有するフッ素樹脂又は離型性を有するフッ素ゴムにより被覆されている。
【００１８】
分離部材11は、直径がニップ部５より排出する記録媒体Ｐの最大浮き上がり量より小さく、かつ該分離部材と定着ベルト２との間に形成されるギャップ14がニップ部５より排出する記録媒体Ｐの最小浮き上がり量より小さくなるように非接触状態で近接配置されている。
【００１９】
ギャップ14は記録媒体Ｐが分離部材11のワイヤ本体12に到達した際の浮き上がり量と、記録媒体Ｐの先端部の余白長さに密接に関連し、両者の関係は余白部の大小により浮き上がり量が変化することを考慮して設定されている。すなわち、余白部でない部分はトナーの粘着力が作用するため、余白部が短いほど先端部の浮き上がり量は低下する。最大浮き上がり量と最小浮き上がり量の設定のために、余白長さの異なる記録媒体（紙媒体）を定着装置１に通し、定着後にニップ部５から排出される位置を例えば高速度カメラを用いて撮影した後、画像処理ソフトを用いて紙媒体の先端部が定着ベルト２から浮き上がる量を求めている。いずれにしても最大最小の意味は余白部長さを振った範囲内においてである。この記録媒体Ｐの余白長さと先端浮き上がり高さとの関係を表したのが図３である。
【００２０】
図３は３種類の記録媒体Ｐの先端余白部とニップ部５からの排出直後の浮き上がり高さｈ（図２参照）との関係を調べたものであり、この例では、◆で示す第二原図、■で示す株式会社リコーのリコータイプ6200、▲で示す葉書を用いた。図３からわかるように、厚紙は定着ベルト２表面より比較的分離しており、薄紙は定着ベルト２に密着しやすい。この相違は、紙のこしによるものであり、このように排出される記録媒体Ｐの先端は僅かに浮き上がっている。このため、分離部材11のワイヤ本体12は紙の最大浮き上がり量以下の直径に設定し、該ワイヤ本体と定着ベルト２との間に形成されるギャップ14を紙の最小浮き上がり量より小さくなるように配置することにより、定着ベルト２の表面より記録媒体Ｐを分離させることが可能となる。
【００２１】
前記のような定着装置１においては、未定着トナー画像を担持した記録媒体Ｐはニップ部５を通過してトナーを記録媒体に定着させた後、ニップ部５より下流側に配置された分離部材11により分離され、紙搬送ガイド16，17により排出口へと搬送される。
【００２２】
分離部材11が前記のようにワイヤ本体12を有することにより、従来の分離板と同材料を使用した場合においても、従来の分離板と比較して大幅な熱容量の低減が得られ、ワイヤ本体12の熱応答性が高くなる。そのため、定着部材からの伝熱によるワイヤ本体12の昇温が容易となり、装置内の雰囲気中や記録媒体Ｐ内に存在する水蒸気がワイヤ本体12に接触しても、水滴となって結露することがなくなるといった利点を有する。
【００２３】
図４において、23はクリーニング部材であり、中心孔と該孔から外側に向けて開口した溝からなり、ワイヤ本体12にその中心孔が溝を経て嵌合し、矢印で示すようにワイヤ本体12の軸線方向に移動可能になっている。このクリーニング部材23の移動に際しては、分離部材11は前記分離のための回転方向とは逆向きに回転して、ギャップ14を大きく形成できることが望ましい。図５はこの場合のギャップを示し、（Ａ）の分離時のギャップ14に対して、（Ｂ）のクリーニング時のギャップ14ａは大きくなっている。したがって、この場合は、分離部材11のワイヤ本体12がギャップ保持部材13の回転により定着ベルト２からギャップ14ａを形成するように離間した際に、クリーニング部材23がワイヤ本体12に沿って移動することにより、クリーニングが行われることになる。
【００２４】
図６，７はクリーニング部材の変形例を示し、この変形例のクリーニング部材28は分離部材11のワイヤ本体12のほぼ全長にわたって接触可能に設けられている。この場合も、分離部材11は前記分離のための回転方向とは逆向きに回転可能であることが望ましい。したがって、この場合も、分離部材11のワイヤ本体12がギャップ保持部材13の回転により定着ベルト２からギャップ14ａを形成するように離間した際に、ワイヤ本体12が描く軌道面上にクリーニング部材28が物理的接触することにより、クリーニングが行われることになる。
【００２５】
図８は、クリーニング部材23と同形式のクリーニング部材38に分離部材11のワイヤ本体12を除電する機能を付加したもので、クリーニング部材38のワイヤ本体12へ嵌合する中心孔の内面に除電ブラシ40を取り付けた例を示している。このような除電機能も兼ねるクリーニング部材38を使用する場合には、ワイヤ本体12は、バネあるいはクランク機構やカム機構などを用いて、該ワイヤ本体と定着ベルト２の間に形成されるギャップ14ａを可変可能な機構を持たせることが望ましい。これにより、クリーニング部材38は、定着ベルト２に損傷を与えることなく、ワイヤ本体12の最外表面全域に渡ってクリーニングすることが可能となり、定着ベルト２の高耐久化、定着画質の向上、および該クリーニング部材38のクリーニング性能、および除電性能の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
以上、ニップ部５を通過後の記録媒体Ｐを定着ベルト２から分離する分離部材11を、定着ベルトの記録媒体通過領域に対して非接触状態で配置し、かつワイヤ状にすることによって分離部材の熱容量を低減した分離部材、およびそれを使用した定着装置の装置構成を示した。これにより、定着ベルトや定着ローラ等の定着部材の物理的損傷および分離部材の結露による画像品質の劣化不具合を同時に解決できるとともに、分離部材の小型化による設計上の自由度を向上させることもできる。結果として、定着部材の高耐久化、分離性能の向上、および定着画質の向上を特徴とする高耐久性・高信頼性のある定着装置を提供し、顧客満足の向上に寄与する。
【００２７】
図９は、分離部材41を下搬送ガイト17の基端近くにも配設した別の実施の形態を示すものである。それ以外の構成は前記実施の形態と同様である。このように分離部材11，41を１対の搬送ガイド16，17の基端近く、すなわち両定着部材２，６近くに配設すると、ニップ部５を通過後に浮き上がった記録媒体Ｐが分離部材11で分離され、下向きに搬送されてきた場合にも、分離部材41で分離され、下搬送ガイド17によって両ガイド内の紙搬送路に誘導される。
【００２８】
以下、さらに前記実施の形態に基づいて詳細な実験例、比較例、評価例について説明する。
【００２９】
＜実験例１＞
分離部材11のワイヤ本体12の直径を2.5mmとし、前記ギャップ14を紙の最小浮き上がり量より0.3mm大きくなるように設定した。また、分離部材11の材質に、線熱膨張係数が10.0×10-6[/K]の鋳鉄を用いた。尚、定着装置１の構成において、加圧ローラ６は、芯金とその表面にシリコーンゴムからなる弾性層とPFAよりなる離型層を有する構造とした。定着ベルト２は、ポリイミド（PI）を主成分とするベルト基体と最外層にPFAからなる薄膜離型層を有しており、PI基体と離型層の間にシリコーンゴムよりなる弾性層を有する３層構造とした。
【００３０】
＜実験例２＞
実験例１の分離部材11において、ワイヤ本体12と定着ベルト２との間に形成されるギャップ14を記録媒体Ｐの最小浮き上がり量より小さくなるように配置した。
【００３１】
＜実験例３＞
実験例１，２の分離部材11において、ワイヤ本体12とギャップ保持部材13の材質として、Fe-36Niからなるインバー合金を用いた。インバー合金は、線熱膨張係数の低い材料として知られており、本実験例で使用したインバー合金の200℃以下における線熱膨張係数は2.0×10-6[/K]であった。
【００３２】
ワイヤ本体12とギャップ保持部材13の材質として、定着装置構成は同等であるが、ワイヤ本体12として他の材料を用いた場合における、各ワイヤ本体を用いた定着装置構成におけるギャップ14の温度依存性を調べた結果を表１に示す。なお、各材質の線熱膨張係数は、以下のとおり。ステンレス、15.0×10-6[/K]；Alloy903、8.0×10-6[/K]；インバー合金、2.0×10-6[/K]。
【００３３】
【表１】
2007025453.tif 000003
部材温度170℃において、ステンレスとAlloy903を用いたワイヤ本体12では、ギャップ14が得られなくなっていた。一方、インバー合金を用いたワイヤ本体12では、部材温度170℃においても0.06[mm]のギャップを維持していた。このことから、インバー合金などの線熱膨張係数の低い部材を用いることによって、定着装置１内におけるワイヤ本体12の温度変化範囲内で、ギャップを確保できることがわかる。このことは、定着装置１の通常使用範囲内では、ワイヤ本体12と定着ベルト２が常に非接触状態を保つことを示しており、定着ベルト２の損傷を防止し、定着ベルトの高耐久性、定着画質の高信頼性を向上させる。
【００３４】
＜実験例４＞
実験例１〜３の分離部材11において、ワイヤ本体12の端部にモータを設置して、定着ベルト２の表面の移動方向と同方向に回転可能とした。モータ制御により、ワイヤ本体12の径方向最外部の線速の大きさと、これに対向する定着ベルト２の表面線速の大きさがほぼ等しくなるように、ワイヤ本体12の回転速度を設定した。これにより、ワイヤ本体12の最外部と、これに接触する記録媒体Ｐとの速さに差がなくなり、あるいはその差が極めて小さくなるので、ワイヤ本体12が記録媒体上のトナー像に対して引掻き力を与えることがなくなり、トナー像にすじ跡が生じることを防止することができる。また、ワイヤ本体12が定着ベルト２の表面の移動方向と同方向に回転することにより、ワイヤ本体12に記録媒体Ｐが接触した際に、記録媒体Ｐに対して記録媒体を定着ベルト２から分離させる方向に回転トルクを与えることができる。そのため、ワイヤ本体12の分離性能をより一層向上させることができる。
【００３５】
＜比較例１＞
前記した実験例１の定着装置１の装置構成と同等であるが、分離部材として接触式分離手段である分離爪を用いた。
【００３６】
＜比較例２＞
前記した実験例１，２の定着装置１の装置構成と同等であるが、分離部材として他の非接触式分離手段である分離板を用いた。
【００３７】
＜評価例１＞
前記した実験例１〜４と比較例１，２において、未定着トナーを定着後の記録媒体Ｐの紙分離性能、定着ベルト耐久性、および分離部材表面上の結露による定着画像の乱れを評価した結果を表２に示す。なお、各ランク記号の説明と判断基準は表３に示したとおり。なお、結露に起因する定着画像の乱れの評価には、結露が生じやすい10℃、70%の低温高湿環境の雰囲気下にそれぞれの構成を有した定着装置を放置して、装置を立ち上げた場合の初期定着画像に、結露に起因した画像の乱れが生じているかどうかを調べた。
【００３８】
【表２】
2007025453.tif 000004
【００３９】
【表３】
2007025453.tif 000005
【００４０】
以上の結果より、分離部材としては、実験例４が最も良い評価結果となった。
実験例１は、紙分離性能もあり、結露に起因する定着画像の乱れもなく、また定着ベルト２への損傷もあまり生じない評価結果となった。これは、実験例１では、紙分離機能を大きく損なうことなく分離部材の熱容量を低減したことにより、装置立ち上げによる定着部材の昇温に対して、分離板方式よりも熱応答性に優れたことによる。すなわち、たとえワイヤ本体12上に結露が生じていたとしても、装置立ち上げにより定着部材が昇温するやいなや分離部材も昇温し、水滴を再び水蒸気に変化させたことによる。
その一方で、実験例１は、比較例１と比較して紙分離性能はやや劣った。一方、比較例２に対しては定着ベルト２の耐久性と紙分離性能にやや劣った。しかしながら、定着ベルト２を損傷させずに紙分離性能を果たし、かつ結露に起因する定着画像の乱れを誘発しない分離部材として、他の比較例１，２よりも優れている。
【００４１】
実験例２は、実験例１と比較して、紙分離性能が向上した。これは、実験例２では、定着ベルト２に巻きついた記録媒体Ｐを、ワイヤ本体12がより確実に補足することができるようになったためである。
【００４２】
実験例３は、実験例２と比較して、定着ベルト２の耐久性が向上した。これは、実験例３では、ワイヤ本体12の材質を線熱膨張係数の低い材料にしたことによって、定着装置１内で温度変化が生じても、前記ギャップ14を保持することが可能となったためである。
【００４３】
実験例４は、実験例３と比較して、紙分離機能がより一層向上した。これは、分離部材11のワイヤ本体12が定着ベルト２の表面の移動方向と同方向に回転することにより、ワイヤ本体12に記録媒体Ｐが接触した際に、記録媒体に対して記録媒体を定着ベルトから分離させる方向に回転トルクを与えることができるようになったためである。
【００４４】
以上のことから、定着部材の高耐久化、分離性能の向上、および定着画質の向上を同時に満足する分離部材として、ワイヤ本体12が優れており、実験例４は最も良いことがわかった。しかしながら、これらの実験例で用いた分離部材から構成される定着装置を用いた場合、定着装置内の飛散トナーの静電付着や、記録媒体分離時の接触によるトナーの付着などの様々な要因によるワイヤ本体12へのトナー付着を起因とした定着画質の劣化を誘発し、定着装置１としての性能に不具合が生じた。
そこで、以下の実験例を評価した。
【００４５】
＜実験例５＞
実験例４で用いた分離部材11から構成される定着装置１において、図４に示したように、ワイヤ本体12の長軸方向に定期的に駆動して、該ワイヤ本体をクリーニングするためのクリーニング部材23を備えた。本実験例のように、分離部材11のワイヤ本体12にクリーニング部材23を備える場合には、ワイヤ本体12と定着ベルト２で形成されるギャップ14を可変可能な機構にした方が、定着ベルト２を損傷させずに効率のよいクリーニングができる。本実験例では、ワイヤ本体12とギャップ保持部材13を、図５に示したように、ギャップ保持部材13の円形断面内で偏芯させることによって、ギャップ14を可変させる機構を採用した。これにより、ギャップ保持部材13が初期状態から定着ベルト２の表面移動方向と同方向に180度回転することによって、初期ギャップ14はギャップ14ａへと変化する。ギャップ保持部材13が180度回転した際の、ワイヤ本体12の変位位置にクリーニング部材23を設置しておくことにより、定着ベルト２を損傷させることなくクリーニング機能を果たすことができる。
【００４６】
なお、クリーニング部材23は、図６，７に示したようなワイヤ本体12の全長に渡る長さを有したクリーニング部材28を用いてもよい。この場合には、クリーニング部材28は、ワイヤ本体12と定着ベルト２との間のギャップがギャップ14からギャップ14ａへと変化する際の、該ワイヤ本体の変位軌跡上にあてがうように配置される。
【００４７】
＜実験例６＞
実験例４で用いた分離部材11から構成される定着装置１において、クリーニング部材23の内腔面上に、図８で示した除電ブラシ40を取り付けることによって、クリーニング機能と除電機能を同時に果たすことが可能になった。これにより、定着装置１内の飛散トナーなどが、ワイヤ本体12に静電的に付着することを防止するため、定着画質の劣化を防止し、定着画質の信頼性向上に寄与する。
【００４８】
＜実験例７＞
実験例４で用いた分離部材11から構成される定着装置１において、ワイヤ本体12の最外層をPFAにより被膜した。これにより、ワイヤ本体12の表層の離型性がより一層向上し、種々の原因による、該ワイヤ本体へのトナー付着を防止するため、定着画質の劣化を防止し、定着画質の信頼性向上に寄与する。
【００４９】
＜実験例８＞
実験例５と６を備えた。
【００５０】
＜実験例９＞
実施例５と７を備えた。
【００５１】
＜実験例10＞
実験例６と７を備えた。
【００５２】
＜実験例11＞
実験例５と６と７を備えた。
【００５３】
＜評価例２＞
実験例４〜11において、定着画像のトナー汚れ評価を実施した。判断基準としては、100ｋ連続通紙した後の定着画像にトナー汚れが認められるかどうかを表５のようにランク分けして判断した。
【００５４】
【表４】
2007025453.tif 000006
【００５５】
【表５】
2007025453.tif 000007
【００５６】
以上の結果より、実験例８〜11が最も良い評価結果となった。実験例５は、ワイヤ本体12の表面に物理的接触によるトナー付着のない状態を定期的に保つことができる。実験例６は、ワイヤ本体12の帯電による定着装置１内の飛散トナーのワイヤ本体表面上への付着を防止することができる。また、実験例７は、未定着トナーのワイヤ本体表面上への固着を防止することができる。実験例５，６および７は、いずれも100ｋ通紙後の定着画像にややトナー汚れによる画像の乱れが認められたが、定着画像品質としては許容範囲内に収まった。これらの実験例５〜７を組み合わせた実験例８〜11においては、いずれも100ｋ通紙後の定着画像にトナー汚れによる画像の乱れは認められなかった。このことは、実験例５〜７の組み合わせにより、定着装置１内の飛散トナーの静電付着や、記録媒体分離時の接触によるトナーの付着などの様々な要因によるワイヤ本体表面上へのトナー付着を防止できたことを示す。特に、実験例11は、200ｋ通紙後においても定着画像にトナー汚れによる画像の乱れは認められなかった。
【００５７】
以上の結果より、実験例５〜７、あるいはこれらの実験例を併用することによって、定着画像のトナー汚れを完全に防止することができる。これは、付着トナーの再溶融などによる定着画質の劣化を誘発せず、定着画質の信頼性向上に寄与する。したがって、分離部材11を用いた定着装置１を用いることにより、定着部材の高耐久化、分離性能の向上、および定着画質の向上を特徴とする高耐久性・高信頼性のある定着装置を提供し、「顧客満足の向上」に寄与する。
【００５８】
次に、特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項２に記載の発明によれば、ギヤップ保持部材の回転によりワイヤ本体を定着部材から遠ざけることが可能となるので、例えばワイヤ本体のクリーニングのときなどに定着部材との緩衝を避けて便利なものとなる。請求項３に記載の発明によれば、分離部材の線熱膨張係数が低いことにより定着装置内における温度変化に起因する分離部材と定着部材との間のギャップ変化を低減することができるため、定着部材の高耐久化、定着画質の向上、および分離部材の分離機能の信頼性を高めることに寄与する。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、定着部材から記録媒体を分離させる方向に記録媒体に対してトルクが作用し、分離部材の分離機能の信頼性を高めることより、定着装置の信頼性を高めることに寄与する。請求項５に記載の発明によれば、分離部材を定期的にクリーニングして、分離部材表面に物理的接触によるトナー付着のない状態を定期的に保つことができる。そのため、分離部材から記録媒体上へのトナー付着を防止できるため、定着画像を乱すことがなく、定着画像の品質向上に寄与する。
【００６０】
請求項６に記載の発明によれば、クリーニング部材をワイヤ本体の軸方向に摺動させることによりワイヤ本体をクリーニングすることができる。請求項７に記載の発明によれば、クリーニング部材を分離部材側に配置する必要なく、ワイヤ本体をクリーニングすることができる。
【００６１】
請求項８に記載の発明によれば、分離部材を定期的に除電して、分離部材の帯電による定着装置内の飛散トナーの分離部材表面への付着を防止することができる。そのため、分離部材から記録媒体上へのトナー付着を防止できるため、定着画像を乱すことがなく、定着画像の品質向上に寄与する。請求項９に記載の発明によれば、分離部材の最外層の離型性が良好なことにより未定着トナーの分離部材への固着を抑制するため、定着画像を乱すことがなく、定着画像品質の向上に寄与する。請求項１０に記載の発明によれば、請求項４ないし９のいずれかに記載の定着装置を装備した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の一実施の形態に係るベルト定着装置を示す概略側面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】記録媒体別の先端余白と定着後の先端浮き上がり高さの関係を示すグラフである。
【図４】ニップ部排出側からワイヤ状分離部材をみた斜視図である。
【図５】（Ａ）は分離時のギャップ、（Ｂ）はクリーニング時のギャップをそれぞれ示す要部拡大図である。
【図６】クリーニング部材の変形例を示す要部拡大図である。
【図７】同上の斜視図である。
【図８】クリーニング部材に除電機能を付加した例を示す要部拡大図である。
【図９】別の実施の形態を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ベルト定着装置
２  定着ベルト
３  定着ローラ
４  加熱ローラ
５  ニップ部
６  加圧ローラ
７，８  ヒータ（熱源）
11，41  ワイヤ状分離部材
12  ワイヤ本体
13  ギャップ保持部材
14，14ａ  ギャップ
16，17  紙搬送ガイド
23，28，38  クリーニング部材
40  除電ブラシ
Ｐ  記録媒体
【図１】
2007025453.tif 000008
【図２】
2007025453.tif 000009
【図３】
2007025453.tif 000010
【図４】
2007025453.tif 000011
【図５】
2007025453.tif 000012
【図６】
2007025453.tif 000013
【図７】
2007025453.tif 000014
【図８】
2007025453.tif 000015
【図９】
2007025453.tif 000016